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Copertura radar

Figura 1: Copertura radar dove il cono di silenzio è visibile al centro in rosso.

Figura 1: Copertura radar dove il cono di silenzio è visibile al centro in rosso.

Figura 1: Copertura radar dove il cono di silenzio è visibile al centro in rosso.

Copertura radar

La copertura radar è il volume dello spazio aereo che viene scansionato da un radar o da una rete di radar.

Spesso si tratta di un radar bidimensionale con un fascio cosecante quadrato che copre un settore verticale triangolare e scansiona l'orizzonte a 360 gradi. Questo si traduce in un volume a forma di cilindro toroidale piatto dove il radar può localizzare qualsiasi bersaglio di interesse. La figura 1 mostra la copertura di un tale radar di sorveglianza aerea, chiamato anche radar aeroportuale, con un diametro di circa 120 miglia nautiche (220 km) e un'altezza di 10 000 piedi (3 000 metri).

Cono del silenzio

La figura 1 mostra che il raggio non copre tutti gli angoli dall'orizzonte alla verticale. La porzione negli angoli superiori non è coperta e viene chiamata il cono del silenzio a causa della sua forma. È quindi importante sapere a quale angolo inizia il cono, perché un aereo che passa sopra il sito radar scomparirà inevitabilmente dallo schermo dopo una certa distanza, a seconda della sua altezza di volo.

La maggior parte dei radar sono progettati in modo che il raggio del cono di silenzio sia il doppio dell'altezza di volo dei bersagli. Così un aereo a 3 000 metri entrerà nel cono di silenzio a 3,25 miglia nautiche (6 000 metri) dal radar. Per continuare a tracciare questo aereo, deve essere rilevato da uno o più altri radar situati abbastanza lontano dal primo, circa 100 miglia nautiche, fuori dal proprio cono di silenzio.

Figura 2: Copertura sovrapposta di diversi radar, tipica di una rete di difesa aerea, sopra e quella di una zona di controllo del traffico aereo sotto.

Figura 2: Copertura sovrapposta di diversi radar, tipica di una rete di difesa aerea, sopra e quella di una zona di controllo del traffico aereo sotto.

Figura 2: Copertura sovrapposta di diversi radar, tipica di una rete di difesa aerea, sopra e quella di una zona di controllo del traffico aereo sotto.

Il termine è usato anche per i radar a visione laterale sugli aerei, ma in questo caso l'asse del cono di silenzio è diretto verso la parte anteriore o posteriore dell'aereo.

Copertura di basso livello

Il volume di copertura ha anche una „zona morta” vicino al suolo. La figura 1 mostra un terreno non alleggerito, ma il raggio sale di 0,5 gradi con la distanza a causa della curvatura della Terra. Se ci sono ostacoli sul terreno, come edifici o colline, creano un'ombra che limita ulteriormente la copertura a basso livello. Il raggio inoltre non può scendere nelle valli. Di nuovo, una rete radar può riempire una parte della zona morta, ma è impossibile farlo completamente perché tutti i fasci sono soggetti alle stesse limitazioni. Più densa è la rete, più piccoli sono i vuoti di copertura. Quindi, in pratica è difficile per un aereo utilizzare questa debolezza perché il pilota deve conoscere esattamente la zona morta della griglia e volare basso.

È facile immaginare che i paesi di montagna, come la Svizzera, sono più soggetti a questo problema di copertura e spesso usano diversi piccoli radar mobili in aggiunta ai loro radar fissi per coprire le lacune.

Figura 3: Copertura orizzontale di una rete di radar meteorologici in Germania (Fonte: Deutscher Wetterdienst)

Figura 3: Copertura orizzontale di una rete di radar meteorologici in Germania (Fonte: Deutscher Wetterdienst).

Figura 3: Copertura orizzontale di una rete di radar meteorologici in Germania (Fonte: Deutscher Wetterdienst)

A seconda dello scopo del radar, sono possibili diverse disposizioni. Per la sorveglianza aerea militare, la copertura completa dovrebbe essere disponibile fino a un'altezza molto bassa dal suolo (per esempio 100 metri) e dovrebbe essere possibile diminuirla in caso di crisi.

Per il traffico aereo, il cono di silenzio è più importante per le operazioni e la copertura sotto i 100 metri non è importante lontano dal radar (per esempio a una distanza di più di 30 miglia nautiche, o 55 km). Nei grandi aeroporti, come quello di Munich, vengono utilizzati due radar per la ridondanza: uno a nord e uno a sud delle piste, a una distanza di 8 km l'uno dall'altro, il che permette la copertura reciproca dei loro coni di silenzio sul campo di volo (Figura 2, sotto).

Nel caso dei radar meteorologici, come quelli del Servizio Meteorologico Tedesco (Deutscher Wetterdienst) in Figura 3, i radar scansionano con un sottile fascio tridimensionale a vari angoli più vicini alla verticale, che limita l'estensione orizzontale del cono di silenzio. Questo servizio ha 17 radar con una portata effettiva di 150 km e sono distanziati per fornire la massima copertura del territorio nazionale minimizzando la „zona morta”, ma il costo di questi radar non permette di fornire una copertura di livello molto basso. Gli angoli negativi all'orizzonte del radar sono utilizzati in alcuni paesi per rilevare le precipitazioni di bassa estensione verticale, come pioviggini e rovesci di neve, riducendo la zona morta. I paesi più montuosi, come la Svizzera, hanno anche bisogno di una rete più densa per coprire le valli e le zone d'ombra orografica.

Infine, ci sono fitte reti sperimentali di radar piccoli e poco costosi negli Stati Uniti per fornire ulteriori informazioni a livelli più bassi in aree a rischio tornado. La combinazione del radar convenzionale e di questi piccoli radar fornisce una migliore rilevazione del taglio sotto 1 km nei temporali (American Meteorological Society).